[發明專利]一種應用于溫室的自主導航智能變量噴霧系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710283706.7
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107422726A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 沈躍;高彬;劉慧;劉琳;潘成凱
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種應用于溫室的自主導航智能變量噴霧系統，其特征在于，包括車平臺、變量噴霧系統、自主導航控制系統、電池組(4)；

所述車平臺包括車架、自轉向行走機構、固定Sick激光傳感器的可控升降桿(2)；

所述變量噴霧系統包括Sick激光傳感器(1)、車載速度傳感器(13)、車載嵌入式計算機(3)、水箱(6)、水泵(7)、噴桿(5)、噴嘴(8)、無線通信模塊(20)；放置Sick激光傳感器(1)的可控升降桿固定于車平臺鋁板上的升降桿安置槽中，Sick激光傳感器(1)和車載嵌入式計算機(3)相連，車載嵌入式計算機(3)分別與無線通信模塊(20)、車載速度傳感器(13)相連，無線通信模塊(20)與各噴嘴(8)的電磁閥相連；水箱(6)、水泵(7)分別固定于車平臺上，通過水管相連；兩根噴桿(5)分別固定于車平臺后部的左右兩邊，通過水管與水泵(7)相連接，并在兩根噴桿(5)上分別固定多個等間距的帶獨立電磁閥的噴嘴(8)；根據噴桿上各噴嘴(8)之間的距離關系，對左右兩側噴嘴噴施空間進行平均分割，每個噴嘴對應于一個噴施區域；

所述自主導航控制系統包括攝像頭(15)、控制室內計算機(14)、無線通信模塊(20)、運動控制模塊(21)、超聲波避障系統(19)、報警裝置(18)；攝像頭(15)采集溫室內地面圖像，并將采集到的圖像通過無線網傳輸給控制室內計算機(14)，控制室內計算機(14)通過無線網將規劃的路徑傳輸給車平臺上的無線通信模塊(20)，運動控制模塊(21)根據無線通信模塊接收的路徑信息調控車平臺的行駛路徑；波避障系統(19)固定于車平臺正前方，與運動控制模塊相連，用于車平臺的實時避障以及觸發報警裝置(18)實時報警；

所述電池組用于給車平臺、變量噴霧系統、自主導航控制系統提供理想的電能環境。

2.根據權利要求1所述的一種應用于溫室的自主導航智能變量噴霧系統，其特征在于，所述車架包括多根型材焊接成的長方形框架、在框架底部焊接的四塊鐵板以及在框架上部固定的一塊長方形鋁板，在鋁板上焊接有升降桿安置槽以及用四根型材、一塊鋁板搭建的平臺。

3.根據權利要求1所述的一種應用于溫室的自主導航智能變量噴霧系統，其特征在于，所述自轉向行走機構包括由兩個萬向輪(9)、兩個帶輪轂電機的車輪(10)以及兩個直流無刷電機驅動器(22)；兩個帶輪轂電機的車輪(10)作為驅動輪，裝在車平臺的前部，控制行走機構的行駛方向以及給行走機構提供動力支持；兩個萬向輪(9)裝在車平臺后部，作為從動輪；兩個直流無刷電機驅動器(22)裝在車平臺上，用于控制無刷電機的轉速，進而調整智能行走機構的行駛速度以及控制行走機構的行駛方向。

4.根據權利要求1所述的一種應用于溫室的自主導航智能變量噴霧系統，其特征在于，所述Sick激光傳感器具有270°的廣角檢測范圍、IP67防護等級、40ms的快速掃描周期、高速的Ethernet通訊接口，有效測量距離為0.1～50m；將Sick激光傳感器固定于車平臺正前方即左右噴桿中心位置的正前方，90°的掃描盲區垂直于地面；Sick激光傳感器(1)在車平臺行走方向上對兩側植株目標進行不斷掃描，得到植株目標的距離信息，并將該信息傳輸給車載嵌入式計算機(3)。

5.根據權利要求1所述的一種應用于溫室的自主導航智能變量噴霧系統，其特征在于，所述車載嵌入式計算機(3)通過以太網與Sick激光傳感器相連并通過基于TCP/IP傳輸協議相互傳輸數據，通過車載嵌入式計算機(3)的人機交互功能可實現顯示噴藥壓力、實時流量、車平臺行駛速度以及左右兩側各噴嘴(8)對應電磁閥的狀態，實現用戶參數設定，查閱歷史數據，自動控制等功能。